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基于RTOS的智能交通燈設(shè)計方法
摘要：介紹一種基于車流量變化動態(tài)調(diào)節(jié)時間的智能交通燈的設(shè)計方法；在進行流量統(tǒng)計的同時，對違章情況進行監(jiān)測；根據(jù)模糊算法分配各車道的綠燈時間，實現(xiàn)車流動態(tài)調(diào)節(jié)。分析其中存在的多種任務(wù)，用傳統(tǒng)的前后臺編程方法實現(xiàn)難度較大，使用實時操作系統(tǒng)可簡化程序設(shè)計，并使程序具有良好的可讀性、可維護性和可移植性。介紹車流量檢測的原理與綠燈時間分配方案。關(guān)鍵詞：智能交通燈 車流量 實時 多任務(wù)實時操作系統(tǒng)
引言
隨著城市汽車保有量的越來越多，城市的交通擁擠問題正逐漸引起人們的注意。交通燈是交管部分管理城市交通的重要工具。目前絕大部分交通燈其時間都是設(shè)定好的，不管是車流高峰還是低谷，紅綠燈的時間都固定不變；還有一些交通燈能根據(jù)簡單劃分的時間段來調(diào)整時間，但控制起來都不是很靈活，這使得城市車流的調(diào)節(jié)不能達到最優(yōu)。本文所述設(shè)計正是針對這一弊端進行了改進，根據(jù)實時車流量對各路口的綠燈時間進行動態(tài)調(diào)節(jié)，大大加強了其靈活性和實時性；軟件編程采用了實時操作系統(tǒng)RTX51，在確保實時性要求的同時，簡化了復(fù)雜的軟件設(shè)計工作。
1 方案論證
圖1是一個典型的十字路口示意圖。分別用1、2、3、4表明四個流向的主車道，用a、b、c、p分別表示各主車道的左行車道、直行車道、右行車道以及人行橫道。
通過分析很容易得知，除了四個右行車道外，在同一時間，最多只能有兩個車道通行，如1a、1b通行時，其它車道都會被阻斷。所以在設(shè)計紅綠燈時，可以兩兩組合，共有四組（如la-1b、2a-2b、3a-3b、4a-4b）；而各車道的紅燈時間和人行橫道通停時間都由這四個組合的綠燈窗口時間決定。本文將以廣泛采用的圖2所示的通行順序來講述智能交通燈的設(shè)計。
2 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
本系統(tǒng)硬件上采用上位機和下位機設(shè)計，其中下位機四個，均采用AT89C52單片機，分別控制圖2所示的四個組合。AT89C52單片機具有MCS-51內(nèi)核，片內(nèi)有8KB Flash、256字節(jié)RAM、6個中斷源、1個串行口、最高工作頻率可達24MHz，完全可以滿足本系統(tǒng)的需要。
上位機和下位機之間的串行通信采用RS-485標準接口。在通信頻率為9600bps的情況下，有效通信距離可達2.1km。
軟件設(shè)計中，采用RTX51小型實時操作系統(tǒng)。它是一個專用于8051系列處理器的多任務(wù)實時操作系統(tǒng)，能使用四個任務(wù)優(yōu)先權(quán)完成同時存在時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度和搶先的任務(wù)切換，并可以簡化那些復(fù)雜而且時間要求嚴格的工程軟件設(shè)計工作。
2.1 下位機設(shè)計
以控制1a-1b-3c-4c-2p組合的下位機為例說明。
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